本发明公开了一种纳米钛渗碳电极电容去离子装置，属于海水、苦咸水淡化技术领域。该装置包括CDI单元，所述CDI单元包括隔网，所述隔网两侧排列阳离子交换膜和阴离子交换膜，所述阳离子交换膜和阴离子交换膜外侧排列纳米钛渗碳双面电极阴极和纳米钛渗碳双面电极阳极，所述纳米钛渗碳双面电极阴极和纳米钛渗碳双面电极阳极外侧排列绝缘隔板。该装置操作简单；能量利用率高；电极再生过程无需酸碱，清洁无二次污染；加入了阴阳离子交换膜，大大提高了电极的吸附性能；采用纳米钛渗碳双面电极，集电极不易腐蚀；同时碳电极得到充分利用，电极可以重复使用，降低了制造成本，节省空间等。